| 研究概要 |
気体と液体が層をなして並行して流れる実験系において,気相及び液相の乱流特性を熱線流速計と熱膜流速計を用いて計測するとともに,気液界面近傍の乱流を再現することを目的としたkーε乱流モデルを開発し,下記の知見を得た.
(1)I型プロ-ブを用いた乱流諸量の計測によると,液相レイノルズ数が1200の時,レイノルズ数の十分高い気相の剪断力により液相に乱流が励起される.その時の気液界面近傍の乱流特性は,壁面近傍のものに極めて近く,自由界面特有の現象は現われない.
(2)液相レイノルズ数が10000を越え,それ自体で乱流の時,気液界面近傍の乱流は壁面乱流とは大きく異なる.その特性をkーεモデルで再現するには,乱流運動エネルギ-,散逸率,レイノルズ応力の界面への漸近挙動を正しく表現したモデルに改良する必要があることが分かった.
(3)乱流諸量の界面への漸近挙動を適切に表現した改良kーεモデルを開発した.それによると,界面波が発生していない条件では,極めて良好に予測することが分かった.しかし,界面波があるときには,界面波に伴う非線形的な渦運動を再現することができず,予測精度も悪いことが分かった.
(4)今後は,界面波が伝播するときの波動にともなう非線形的な流れを可視化し,その運動量輸送に与える影響について評価して行きたい.
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